Virus je infekční činidlo, které vyžadují hostitele , často buňky , jejíž složky a metabolismus spoušť replikace . Jméno virus byl půjčil si od XVI th století od Ambroise Pare v Latinské viru, i, n. ( „ Jed , jed , správná šťáva z rostlin “ ). Vědou o virech je virologie a jejími odborníky jsou virologové nebo virologové .
Viry jsou stále více považovány za součást acaryotů . Během svého cyklu mění tvar a procházejí dvěma fázemi:
V intracelulární formě (uvnitř hostitelské buňky) jsou viry genetické prvky, které lze integrovat do chromozomu hostitelského genomu (toto se nazývá provirus nebo profág ) nebo nikoli (např. Továrny na viriony ).
U lidí je z popsaných přibližně 5 000 druhů v roce 2018 pouze 129 považováno za patogenní .
Diskuse o povaze virů ( živých i jiných ) je založena na složitých představách a zůstává otevřená dodnes. Podle mnoha definic živých věcí (hmotná entita vykonávající funkce vztahu, výživy, reprodukce) nejsou viry živé bytosti. Avšak rozšířením definice života na entitu, která snižuje úroveň entropie a reprodukuje se pomocí chyb, lze viry považovat za živé.
Virová onemocnění, jako je vzteklina , žlutá zimnice a neštovice, postihují člověka po tisíce let. Z hieroglyfů odhalit obrnu ve starověkém Egyptě ; spisy z řecko - římského starověku a ze Dálného východu popisují určitá virová onemocnění.
Na konci XIX th století , představují infekční agens, která nejsou ani bakterie ani plísně ani parazity , a nemohl detekovat optickým mikroskopem, bylo ještě těžko představitelné. Lékař testin Jean Hameau učinil první prezentaci o virech v roce 1837 před Royal Society of Medicine v Bordeaux, Reflections on Viruses , poté před National Academy of Medicine v roce 1843. Jeho monografie o virech byla představena na zasedání Akademie medicíny na14. dubna 1850.
Mezi vědci izolovali, aby infekční agens prostřednictvím porcelánových filtrů použit pro sběr bakterií. V letech 1887 a 1892 je ruský botanik Dimitri Ivanovski , studiem mozaiky tabáku , ukazuje, že míza z nemocných rostlin obsahovala infekční agens neponechává filtry Chamberland (navržený biolog stejného jména ). Ivanovskij myslel na toxin nebo velmi malou bakterii. Byl to nizozemský chemik Martinus Willem Beijerinck, kdo tuto práci prohloubil a v roce 1898 zavrhl jak bakteriální hypotézu, tak hypotézu o toxinu: naředil mízu infikovaných rostlin a naočkoval ji na rostliny, u kterých se choroba vyvinula; opakováním manipulace byl schopen přenášet nemoc několikrát, což ukazuje, že míza poslední infikované rostliny byla stejně virulentní jako ta první, což je účinek, který toxin po tolika ředěních nemohl vyvolat. Beijerinck nazval agenta Contagium vivum fluidum („rozpustný živý klíček“).
Ve stejné době, jako první identifikován virus, bylo to slintavky a kulhavky , a Friedrich Löffler a Paul Frosch . První identifikovaný lidský patogenní virus je virus žluté zimnice mezi lety 1900 a 1902 . Louis Pasteur jim říkal „infrabakterie“, jiní je nazývali „filtrováním virů“ nebo „ultrafiltrací virů“.
Bylo to během první světové války , kdy Britové Frederick Twort a francouzsko-kanadský mikrobiolog Félix d'Hérelle demonstrovali fenomén „přenosné lýzy“ pozorovatelný lýzou bakterií kultivovaných v pevném médiu. Tento jev je způsoben virem bakterií, který Félix d'Hérelle nazval bakteriofágem . Viry rostlin, zvířat, lidí a bakterie byly objeveny a jejich seznamy a nikdy přestal pěstovat během XX -tého století.
Kolem roku 1925 byl virus definován jako „agent odpovědný za infekční parazitární onemocnění částicové povahy a velikosti mezi 0,01 a 0,3 mikrometry “.
Nástup elektronové mikroskopie ve 30. letech umožnil pozorovat viry, ale v té době ještě nebylo známo, o jaké ve skutečnosti jde. Biochemik Američan Wendell Stanley krystalizoval virus mozaiky tabáku ve formě proteinového krystalu v roce 1935 . Následující rok další studie ukázaly, že tento krystal obsahoval také RNA . Následující studie ukázaly, že v závislosti na studovaných virech byly složeny buď z proteinů a RNA, nebo z proteinů a DNA. Bylo to v roce 1957 , že André Lwoff navrhla jasný a moderní definice virů. V roce 1959 navrhli mikrobiologové Lwoff, Anderson a Jacob termín virion, aby definovali infekční virovou částici.
Od šedesátých let umožnil pokrok v buněčných kulturách , elektronové mikroskopii a molekulární biologii pokrok v porozumění mechanismům replikace virů, ve stanovení spolehlivých diagnóz a ve vývoji vakcín .
Víme, z konce XX -tého století , že svět oceánu je obrovským rezervoárem viru z povrchu do hydrotermální průduchy skrze arktických a sedimenty námořníky.
V mořské vodě je koncentrace virových částic 106 až 108 částic na mililiter. Na povrchu a v blízkosti břehů se obvykle vyskytují koncentrace virů řádově 107 virů na mililiter (tj. Deset tisíc virů na kubický milimetr (tisícina mililitru)); koncentrace klesá s hloubkou a vzdáleností od břehu. Vyšší koncentrace ( 108 až 10 9 / cm 3 ) se nacházejí v mořských sedimentech poblíž povrchu.
Tyto viry hrají hlavní roli v oceánu při regulaci květů řas , stejně jako v biogeochemických cyklech , zejména v oceánském uhlíkovém cyklu (denně je přibližně 20% organismů tvořících celkovou oceánskou mikrobiální biomasu zabito viry;; posledně jmenované masivně napadají fytoplankton a zooplankton , ale také bakterie a sinice).
Díky pokroku v průtokové cytometrii a genetické analýze ( zejména metagenomika ) vědci za několik desetiletí inventarizovali téměř 200 000 typů virových populací na moři (v roce 2019 jich bylo přesně 195 728, což je číslo dvanáctkrát vyšší než v hodnocení vyrobeno v roce 2016 ); 90% virů identifikovaných na moři v letech 2016 až 2019 bylo vědě dříve neznámých. Poznámka: nemluvíme zde o druzích, ale o populacích , v nichž dochází k většímu toku genů ve skupině než mezi skupinami virů (pokud sekvenované viry sdílejí alespoň 95% jejich DNA, pak jsou klasifikovány ve stejné populaci na rozdíl od ostatních).
V roce 2007 se odhadovalo, že v oceánu může být přibližně 10 30 virů ; natažené a umístěné od jednoho konce ke druhému, vytvořily linii přesahující 60 nejbližších galaxií . A každou sekundu by v oceánu došlo k 10 23 virovým infekcím , které by hrály hlavní roli ve vývoji a udržování mořské biologické rozmanitosti. Zdá se, že hojnost virů souvisí s hojností a produktivitou prokaryot , ale tento vztah se liší podle mořského prostředí, zejména v závislosti na teplotě.
Virome je virová složka mikrobiomem . To znamená, že virome lidský (v) je množina virových společenstvích mikroflóry lidského organismu . Současný výzkum odhaduje, že v lidském těle je stokrát více virů (10 15 ) než lidských buněk (10 13 ). Každý zdravý jedinec nese v průměru více než 10 typů virů odpovědných za chronické a asymptomatické systémové virové infekce.
Virus se vyznačuje svou neschopností reprodukovat se mitózou , štěpením nebo meiózou . Při replikaci své nukleové kyseliny závisí na hostitelské buňce, kterou musí infikovat, aby odklonila a využila svůj metabolismus: virus je nutně intracelulární parazit . Skládá se z jedné nebo více molekul nukleové kyseliny ( DNA nebo RNA , jedno nebo dvouvláknové ), případně obsažených v proteinovém obalu zvaném kapsida , nebo dokonce lipidový obal (např .: Ebolavirus je obalený virus). Někdy některé kapsidy obsahují několik enzymů (např. HIV reverzní transkriptáza), ale žádné, které mohou produkovat energii.
Historicky byly viry nejprve považovány za organické částice, o nichž se říká, že jsou nefiltrovatelné, pak malé velikosti (menší než bakterie ), obvykle menší než 250 nanometrů , které obsahují dvojnou nebo jedinou nukleovou kyselinu vždy pouze jednoho typu (DNA nebo RNA) . Tyto giruses první rozrušit tuto definici v době svého objevu. Ty však patří do království virů a jejich viriony mají molekuly DNA i RNA, což zpochybňuje tento historický pohled. Bylo nutné přehodnotit definici virů a vytvoření tříd, jako jsou „ obří viry “, jako je mimivirus s velikostí 400 nm nebo „ girus “ či NCLDV , nebo dokonce pandoraviry s velikostí do 1000 nm a jejich „ kapsid “, což ve skutečnosti není jeden. Objev virofágů a satelitních virů také změnil způsob, jakým jsme viry viděli, a zrušil tak myšlenku, že buněčná viróza je neredukovatelnou formou parazitismu.
Vědci se dnes shodují na výslechu kapsidocentrického paradigmatu , vzhledem k objevům virových druhů, které ukazují, že některé mohou mít několik forem, včetně acapsidů , ale pokaždé infekční bez pomoci pomocného viru . Kromě tohoto paradigmatu se zdá, že původ virů je mnoho. Určité viry by se tedy vyvinuly z domnělých buněčných předků, kteří by se zjednodušili. Současně se další viry vyvinuly z autonomních genetických replikonů, jako jsou transpozony, plazmidy a přidružené společnosti, které nakonec získaly nejprve svoji vlastní infekčnost a poté možnou kapsidu.
Ať už jsou viry zahrnuty do biologie a studia nemocí, byly předmětem debaty od jejich prvního objevu i těch, které následovaly.
Virus živý nebo neDiskuse o živé nebo inertní povaze virů je stále otevřená dodnes. Odpověď na tuto otázku vyžaduje nejprve odpověď jiného: co je život? Podle Ali Saïba „je pojem živých věcí dynamickým pojmem, který se vyvíjí podle našich znalostí. Výsledkem je, že hranice mezi inertní hmotou a živými bytostmi je stejně nestabilní “ . Existence či neexistence metabolismu, tj. Soudržného souboru chemických procesů ( homeostáza a ne reprodukce), představuje možnou diskriminaci, v každém případě výhodnou, která se však jeví jako redukční.
Stejně jako živé buňky mají viry nukleovou kyselinu ( DNA nebo RNA ) a bílkoviny . Podle definice biochemika Wendella Stanleyho však viry nejsou živé bytosti, ale „jednoduchá“ sdružení biologických molekul, která jsou výsledkem samoorganizace organických molekul. François Jacob také trvá na této charakteristice virů: „Umístěny v suspenzi v kultivačním médiu, nemohou metabolizovat , vyrábět nebo využívat energii, růst ani množit všechny funkce společné živým bytostem. Viry nemají svůj vlastní enzymatický aparát, mohou se množit pouze za použití buňky, kterou infikují. Viry navíc obsahují nukleovou kyselinu, DNA nebo RNA, ale ne obojí současně, na rozdíl od živých buněk (kromě mimivirů).
Na druhou stranu Gustavo Caetano-Anollés a Arshan Nasir (z laboratoře evoluční bioinformatiky na University of Illinois, USA) obhajují úplně jinou tezi. Tvrdí, že vedle tří hlavních „větví“ živých věcí (klasicky seskupených pod názvem domén ), archaea , bakterie ( prokaryoty ) a eukaryoty , představují viry čtvrtou. Byly by výsledkem buněk před posledním univerzálním společným předkem ( Last Universal Common Ancestor , zkratka LUCA) ostatních tří oblastí. Aby mohli pokročit ve své teorii, oba vědci nejsou založeni na genetických sekvencích, ale na 3D strukturách proteinů, které produkují.
Od roku 1990 analyzovali 11 milionů proteinů produkovaných 3 460 druhy virů a 1 620 druhy buněk patřících do tří domén; prohlašují tedy, že dokážou sledovat evoluční historii těchto struktur; proteiny s podobnými strukturami by pocházely od stejného hypotetického předka.
Pokud je tato hypotéza stále v menšině, Patrick Forterre , biolog specializující se na evoluci, se domnívá, že má tu výhodu , že „upřednostňuje návrat virů do nitkového kříže evolucionistů, zatímco ty do značné míry chyběly“ .
Zprostředkující subjekty MimivirusV posledních letech, zprostředkující subjekty byly objeveny: na mimivirus , infikováním améby , má 1200 genů ve svém genomu (více než některé bakterie ). Předpokládá se, že některé z těchto genů se účastní syntézy proteinů a mechanismů opravy DNA. V mimiviru je asi třicet genů, obvykle přítomných v buněčných organismech, ale nepřítomných ve virech.
Virus ATVATV viru archea také představuje úžasné vlastnosti: tento virus ve formě citronu představuje zvláštnost toho, že je aktivní mechanismem modifikován mimo buněčný kontext. Je schopen ležet na každém konci při teplotě 80 ° C , což je teplota, při které žije jeho hostitel Acidianus poblíž hydrotermálních průduchů . Orgány a cyklické výměny, tedy metabolismus, přesto chybí.
Viry a evoluceViry také hrají roli v evoluci. Patrick Forterre dokonce prosazuje hypotézu, že viry jsou prvními organismy s DNA. Na počátku života dominovala RNA ( hypotéza světa RNA ) a zajišťovala jak funkce ukládání a přenosu genetické informace, tak katalýzu chemických reakcí. Existovaly pouze buňky, jejichž genom byl kódován RNA a jejichž metabolismus zajišťovaly RNA-enzymy, které byly postupně nahrazovány proteinovými enzymy. Tyto proteiny, již tak složité, by „vynalezly“ DNA. DNA byla vybrána kvůli své větší stabilitě. Podle Patricka Forterra DNA dává viru sílu odolat enzymům, které degradují genomy RNA, což je pravděpodobná obranná zbraň pro protokoly. Stejný princip se nachází u současných virů, které mění svou DNA tak, aby odolávaly enzymům produkovaným infikovanými bakteriemi.
Viry a mikrobyViry a mikroorganismy (nebo mikroby) proto nejsou pojmy stejné povahy. Jsou proti tomu, že mikroby jsou živé organismy , což je zpochybňováno kvůli virům. Ale jeho rozsah je různé, mikroorganismy ( bakterie , archaea , kvasinky , prvoci , atd ) jsou seskupeny pouze pro jejich mikroskopické velikosti, aniž by se toto seskupení dává smysl, pokud jde o druh klasifikace , zatímco viry mají mnoho společných Fylogenetická vlastnosti , jestliže je pojem druh zůstává pro akaroty nejasný .
Jakékoli infekční agens patřící do virové říše je tvořeno alespoň jednou nukleovou kyselinou . Formy neschopné provedení virový cyklus bez pomoci jsou označeny jako sub-virové částice (např virusoid , satelitní DNA, atd.). Extracelulární formy schopné provádět virový cyklus bez pomoci se nazývají virové částice , od zjednodušené formy až do extrému a obsahující pouze nukleovou kyselinu - která, když kóduje alespoň jeden protein, se nazývá virus a pokud ne kódovat jakýkoli protein se nazývá viroid - nebo forma nesoucí jednu až několik nukleových kyselin v proteinové nádobě zvané virion.
Říká se, že je zabalen, protože nukleová kyselina , obecně stabilizovaná bazickými nukleoproteiny , je uzavřena v ochranném proteinovém obalu zvaném kapsida . Tvar kapsidy je základem různých morfologií virů. Virion má proměnlivý mikroskopický tvar: pokud „obvyklá“ reprezentace poskytuje obraz HIV , různé druhy mají tvary od koule až po konformace insektoidního vzhledu.
Velikost virů je mezi 10 a 400 nanometry . K genomy virů obsahují pouze několik genů s 1200 genů. Jeden z nejmenších viry, které je delta viru , který sám o sobě parazituje viru hepatitidy B . Má pouze jeden gen . Jedním z největších známých virů je mimivirus s průměrem až 400 nanometrů a genomem, který má 1200 genů.
Nukleová kyselinaVlákno nukleové kyseliny může být DNA nebo RNA . Představuje virový genom . Může to být kruhové nebo lineární, dvouvláknové (dvouvláknové) nebo jednovláknové (jednovláknové). Genom ve formě DNA je obvykle dvouvláknový. Genom ve formě RNA je obvykle jednořetězcový a může mít pozitivní polaritu (ve stejném smyslu jako messenger RNA) nebo negativní polaritu (komplementární k messenger RNA). Centrální skupina nukleových kyselin se nazývá nukleoid .
CapsidKapsida je obal, který obklopuje a chrání virovou nukleovou kyselinu. Kapsida je tvořena sestavením proteinových podjednotek nazývaných kapsomery. Soubor tvořený kapsidou a genomem se nazývá nukleokapsid . Struktura kapsidy může mít několik forem. Obecně existují dvě hlavní skupiny virů: viry s kubickou symetrií (nebo ikosahedrální kapsidou ) a viry se spirálovou symetrií .
ObálkaMnoho virů je obklopeno obálkou (neboli peplosem ), která vzniká při křížení buněčných membrán. Jeho složení je složité a představuje směs buněčných prvků a prvků virového původu. Obsahuje bílkoviny , sacharidy a tuky . Viry s obálkou jsou obalené viry . Viry, které nemají obálku, jsou nahé viry . Nahé viry jsou obecně odolnější
Ikosahedrální viry | |
Ikosahedrální kapsida má za následek sférický vzhled viru. Protomery jsou uspořádány do kapsomerů, uspořádaných pravidelným a geometrickým způsobem. Capsomer je tvořen pěti nebo šesti protomery, které se nazývají pentony na vrcholech a šestiúhelníky na tvářích a okrajích. Mezi ikosahedrálními viry mají parvoviry kapsidu vytvořenou z 12 kapsomerů, poliovirus 32 kapsomerů, papilomaviry 72 kapsomerů, zatímco kapsida adenovirů sestává z 252 kapsomerů. |
|
Spirálové viry | |
Tyto viry jsou dlouhé válce ( 300 až 400 nm ), duté, vyrobené z typu protomeru stočeného do spirálovité spirály tvořící prstence zvané kapsomery. Mohou být tuhé nebo pružné. Genetický materiál je uložen uvnitř zkumavky. Virus viru tabákové mozaiky je příkladem velmi studovaného helikálního viru. | |
Obalené viry | |
Kromě kapsidy jsou některé viry schopné obklopit se membránovou strukturou vypůjčenou z hostitelské buňky. Tato membránová obálka se skládá z lipidové dvojvrstvy, která může mít proteiny kódované virovým genomem nebo genomem hostitele. Tato obálka poskytuje virionům některé výhody oproti těm, které jsou složeny pouze z kapsidy, jako je ochrana před enzymy nebo chemickými sloučeninami. Obalené viry jsou naproti tomu ve vnějším prostředí křehčí, citlivé na čisticí prostředky a na vysoušení. Tyto glykoproteiny , tvořící spicules, funkci receptorů pro specifické vazby na hostitelských buňkách. Chřipkový virus (čeleď Orthomyxoviridae ) je HIV (rodina Retroviridae ) jsou příklady obaleným virům. |
|
Složité viry | |
Tyto viry mají symetrickou kapsidu, která není ani spirálovitá, ani skutečně ikosaedrální. Tyto bakteriofágů , jako je T4 phage z Escherichia coli, jsou složitá virus s icosahedral hlavu navázaný na šroubovité ocasu, ke kterému jsou připojeny, vlasy a ocasní vlákna. Viru neštovic (neštovice, vakcínie) je také příklad komplexního viru. Je to jeden z největších zvířecích virů ( 250 až 350 nm dlouhý a 200 až 250 nm široký). Některé viry přicházejí v bacilárních formách. To je případ viru vztekliny (čeledi Rhabdoviridae ) a viru Ebola . |
Existují dva hlavní způsoby replikace virového genomu:
Viry se mohou replikovat pouze v živých buňkách. Právě interakce virového genomu a hostitelské buňky vede k produkci nových virových částic. Infekci buňky virem, poté množení viru, lze shrnout do různých stádií. Po proniknutí viru do buňky se však tyto kroky mohou lišit v závislosti na povaze daného viru a zejména v závislosti na tom, zda se jedná o DNA virus nebo RNA virus , nebo dokonce o girus .
Některé viry indukují struktury, kde je soustředěna replikativní aktivita:
Virová kulturaPro lepší pochopení biologie, množení a cyklu virů a případně pro přípravu vakcín je nutné viry kultivovat. Ty se mohou množit pouze v živých buňkách. Viry infikující eukaryotické buňky se kultivují na buněčných kulturách získaných ze zvířecích nebo rostlinných tkání. Buňky se pěstují ve skleněné nebo plastové nádobě a poté se infikují studovaným virem. Živočišné viry lze také kultivovat na embryonovaných vejcích a někdy i na zvířatech, pokud není kultivace in vitro možná. Bakteriální viry lze také kultivovat naočkováním citlivé bakteriální kultury. Rostlinné viry lze také pěstovat na monovrstvách rostlinných tkání, buněčných suspenzích nebo na celých rostlinách.
Viry lze poté kvantifikovat různými způsoby. Mohou být počítány přímo pomocí elektronové mikroskopie. V případě bakteriálních virů je k hodnocení počtu virů v suspenzi široce používána technika virových plaků (nebo plaků ). K bakteriální suspenzi se přidá ředění virové suspenze, poté se celek distribuuje v Petriho miskách . Po kultivaci jsou čisté plochy (plaky) na povrchu agaru důsledkem destrukce bakterie a sousedních bakterií virionem.
Viry lze purifikovat pomocí různých biochemických metod ( diferenciální centrifugace , srážení, denaturace, enzymatické štěpení).
Každý živý tvor může být nakažen virem. Existují bakteriální viry ( bakteriofágy ), viry archea, viry řas ( Phycodnaviridae ), rostlinné viry, houbové viry, zvířecí viry, mezi nimiž je mnoho patogenů, a dokonce virové viry.
Existuje několik hypotéz o původu a vývoji virů. Je pravděpodobné, že ne všechny viry pocházejí od společného předka a různé viry mohou mít různý původ.
Studie různých girusů z roku 2013 mají tendenci upřednostňovat hypotézu zjednodušení. To by znamenalo, že viry by mohly být fylogenetickou větví stejně jako ostatní království ( eukaryota , bakterie , archaea ) živých věcí .
Je možné, že viry jsou velmi staré, možná starší než starší bakterie.
V časném 2000s , v améby rodu Acanthamoeba , výzkumníci objevili obří virus ( Megaviridae ): na mimivirus . Stejně velký a složitý jako některé bakterie změnil vnímání virologů ohledně horní hranice velikosti (jeho celková délka přesahuje 0,7 mikronu) a počtu genů ve virovém světě (má přes 1 000 genů).
O deset let později francouzští vědci zveřejnili (2013) popis dvou virů, které jsou ještě větší a jejichž genom je asi dvakrát tak velký (v počtu genů), než objevily předchozí obří viry. Tyto dva nové obrovské viry byly zařazeny do kategorie vytvořené pro ně ( pandoraviry ), protože nesouvisí se známými viry a dokonce vykazují některé neočekávané vlastnosti:
První ( pandoravirus salinus ) byl nalezen v mořských sedimentech odebraných z Chile a druhá ( pandoravirus dulcis ) v bazénu ze sladkovodních poblíž Melbourne (Austrálie).
I když představují základní znaky viru (žádný ribozom , žádné dělení nebo výroba energie), zdá se, že jsou zcela nového typu. Jejich genom převyšuje velikostí určitých parazitů malých eukaryot (buněk jádra).
Pandoravirus proto přímo použít genetický kód hostitele. Tyto organismy však nejsou ani eukaryoty , eubakteriemi ani archabakteriemi . Tento objev zpochybňuje dogma zavedené virologií v padesátých letech minulého století , že mezi viry a bakteriemi neexistuje kontinuita. Buněčný život proto mohl vzniknout z předbuněčných forem života rozmanitějších, než jsme si mysleli.
Na druhou stranu viry hrají důležitou roli jako přirozený vektor v takzvaných horizontálních genových přenosech (na rozdíl od takzvaných vertikálních přenosů z rodičů na potomky) mezi různými jedinci a dokonce i různými druhy, což umožňuje zvýšení genetické rozmanitosti , a šíření genetických inovací mimo potomky jednotlivců nesoucích danou genetickou mutaci. Zejména transdukce a endogenizace jsou typicky genetické evoluce, ke kterým může dojít pouze pomocí virů.
V abiotice (prostor živých věcí) jedna z hypotéz uvádí, že viry by hrály klíčové role velmi brzy v evoluční historii živých věcí, pravděpodobně před rozdílem mezi bakteriemi , archeaami a eukaryoty , v době posledního společného předchůdce. univerzální . Zůstávají jedním z největších neprozkoumaných rezervoárů genetické rozmanitosti na planetě.
Viry také hrají důležitou roli v lidských tělech. Podle výzkumníka Clémenta Gilberta „tělo dospělého zdravého člověka obsahuje více než tři biliony virů, většinou bakteriofágy infikující bakterie přítomné ve střevním traktu a na sliznicích. Dopad těchto virů ještě není zcela znám, ale již můžeme vsadit, že hrají důležitou roli v regulaci složení bakteriálních komunit žijících v symbióze s lidmi“ . Poukazuje také na to, že „více než 8% lidského genomu pochází z retrovirů “ , což znamená, že „jsme svým způsobem příbuzní virům“ .
Viry mají různé mechanismy, které jim dávají různé strategické možnosti infekce, jejichž výskyt nakonec způsobí onemocnění. Virion proniká více či méně specifickou hostitelskou buňkou, kde se rozpadá, uvolňuje svůj obsah, který je aktivován a má přednost před normálními buněčnými funkcemi. Na této úrovni mohou cytopatické účinky virů vést k různým nepříznivým účinkům. Mohou být uneseny nebo inhibovány kapacity proteinové syntézy infikované buňky, zatímco chromatin je fragmentován virovými enzymy. Virové částice se hromadí v cytoplazmě před shromážděním do virionů. Endocelulární virové přetížení nakonec způsobí smrt hostitelské buňky lýzou a uvolní viriony, které se pak rozšíří.
Když virus vstoupí do nepermisivní buňky, nemůže se množit. Jeho genom však může existovat ve formě volného epizomu nebo integrovaného do buněčného genomu. K transformaci virových buněk dochází, když genom viru interaguje s DNA buněčného genomu. Tyto viry se nazývají onkogenní viry . Mezi nimi mohou retroviry integrací do buněčného genomu stát tumorigenní a pravděpodobně vést k rakovině .
Schopnost viru způsobit onemocnění je popsána z hlediska patogenity, zatímco jeho intenzita je vyjádřena z hlediska virulence . Klasifikaci hlavních skupin virů a jejich korespondenci v patologii lze nalézt v lékařské encyklopedii Vulgaris . Tato klasifikace je založena zejména na typu molekul nukleových kyselin (RNA nebo DNA), z nichž je virion vyroben.
V roce 2018 se na lidských nemocech podílelo 129 druhů virů.
Nachlazení , chřipky , plané neštovice , spalničky , infekční mononukleóza jsou příklady relativně běžných lidských patologických stavů virového původu. Víme o dalších škodlivějších příkladech, jako je AIDS , určité koronaviry ( SARS , koronavirové onemocnění 2019 ), ptačí chřipka , neštovice nebo virus Ebola , hemoragická horečka způsobená virem Ebola .
Některé příklady virů patogenních pro Homo sapiens :
Nebezpečnost viru: podle profesora Arnauda Fontaneta, epidemiologa , který vede oddělení epidemiologie pro vznikající nemoci v Institutu Pasteur v Paříži , vlastnosti nebezpečného viru:
Vzhledem k tomu, že viry používají buněčnou techniku hostitele k reprodukci v buňce samotné, je obtížné je eliminovat, aniž by hostitelskou buňku zabil. Antivirové léky, nicméně, aby bylo možné narušit replikaci viru.
Dalším přístupem je očkování, které pomáhá odolávat infekci.
Příznaky infekce lze léčit různými léky , ale nelze použít antibiotika , která neovlivňují viry. Antibiotika interferují se složkami nebo metabolismem bakterií, a proto léčí pouze nemoci bakteriálního původu, nikoli nemoci virového původu.
Různé metody dezinfekce in vitro mohou deaktivovat viry ( 1% chlornan sodný , 70% ethanol , 2% glutaraldehyd , formaldehyd , 2% peroxid vodíku, kyselina peroctová ).
Viry mají obvykle zjednodušující genetický materiál, jsou to vynikající nástroje pro studium molekulární biologie a buněčné biologie . Umožňují manipulaci s buněčnými funkcemi, což umožňuje prohloubit naše porozumění a objasnit určité molekulární mechanismy genetiky, jako je replikace DNA , transkripce , posttranskripční modifikace RNA , translace , transport proteinů a imunologie .
Viry mohou být použity ( viroterapie ) jako genový vektor v cílových buňkách. Nástroj používaný například k tomu, aby buňka získala schopnost produkovat sledovaný protein nebo studovala účinek zavedení nového genu do genomu .
Některé viry se používají v genové terapii k léčbě různých genetických onemocnění , například k nahrazení defektního genu způsobujícího funkční nebo mechanické poruchy.
Viry se také používají v boji proti rakovině. Některé viry lze určitým způsobem naprogramovat tak, aby specificky ničily rakovinné buňky.
Viry jsou klasifikovány podle jejich replikační strategie, to znamená podle povahy nukleové kyseliny jejich genomu ( DNA nebo RNA ), struktury nukleové kyseliny (jednořetězcové nebo dvouřetězcové) a formy nukleové kyseliny kyselina (lineární, kruhová, segmentovaná nebo ne): toto je Baltimorova klasifikace. Lze také vzít v úvahu morfologická data (přítomnost nebo nepřítomnost obálky, symetrie kapsidy). Často se stále používá séroskupina k upřesnění definice rozdílů mezi úzce souvisejícími viry.
V říjnu 2018 byl učiněn krok směrem k fylogenetické klasifikaci, kdy ICTV ( Mezinárodní výbor pro taxonomii virů ) uznal seskupení jednovláknových RNA virů s negativní polaritou do jedné větve , dvou dílčích větví a šesti tříd .
Existují dvě kategorie prokaryotických virů v závislosti na typu hostitele, kterého parazitují. První kategorie zahrnuje ty, které infikují bakterie a nazývají se bakteriofágy . Druhá kategorie zahrnuje ty, kteří infikují archea . Existují čtyři hlavní morfologické skupiny prokaryotických virů.
Bakteriofágy hrají roli v ekosystémech. Například ve vodních ekosystémech se podílejí na kontrole hojnosti a rozmanitosti bakterií.
V zásadě specifické pro druh nebo skupinu geneticky příbuzných kmenů mají viry tendenci infikovat hlavní nebo výlučný typ buňky nebo tkáně. Existuje však mnoho virů, jako je vzteklina , které jsou ve srovnání s jinými viry, jako je psinka , virus kočičí imunodeficience nebo neštovice, méně specifické pro hostitele . Viriony se šíří hlavně přímým kontaktem mezi jednotlivci, ale mohou také difundovat do vzduchu ve formě aerosolů (kýchání), mohou být přenášeny různými výkaly (zvratky, moč, stolice, slzy atd.), Nebo dokonce transportovány d ' možné parazitické členovce (komáři, klíšťata, blechy atd.).
Viry členovcůTyto arboviry jsou viry, jejichž vektory krev sající členovců.
Tyto baculovirus jsou viry hmyzu velmi studován. Infikují hlavně Lepidoptera . Larva hmyzu se nakazí požitím potravy. Z trávicího traktu se infekce může šířit do dalších tkání. Jedním z prostředků k omezení nebo nahrazení chemických insekticidů může být použití patogenních virů bezobratlých při hubení hmyzích škůdců plodin a lesů.
Bakuloviry se také používají v molekulární biologii k expresi cizího genu (rekombinantní protein) v buněčných kulturách hmyzu.
Některé rostlinné viry jsou navíc přenášeny bezobratlými, ale v těchto vektorech se nerozmnožují.
Rostlinné viryStruktura viru z rostlin nebo rostlinných virů je podobná struktuře bakteriálních a živočišných virů. Mnoho rostlinných virů přichází ve formě tenkých, dlouhých šroubovic. Většina má genom tvořený RNA . Rostlinné viry se mohou šířit větrem nebo vektory, jako je hmyz a hlístice , někdy semeny a pylem . Viry mohou také infikovat rostlinu prostřednictvím rány nebo transplantace .
Na infikované rostlině se mohou objevit různé typy příznaků. Viry mohou způsobit skvrny nebo vadnutí na listech a květinách. Na stoncích nebo listech se mohou objevit nádory.
Virus mozaiky tabáku (TMV nebo tobamovirus) je dobře prostudovaným příkladem rostlinného viru.
Plísňové viryHoubové viry nebo mykoviry jsou zvláštní, protože se šíří během buněčné fúze. Neexistují žádné extracelulární viriony. V kvasinkách, jako je Saccharomyces , se viry přenášejí během cytoplazmatického míchání během buněčné fúze. Vláknité houby jako Penicillium nebo houba Agaricus bisporus mohou být také infikovány viry, což může při výrobě způsobovat problémy. Představovalo se použití těchto virů v rámci biologického boje proti patogenním houbám.
Sputnik, objevený v roce 2008, je speciální případ schopný infikovat další virus ( Mamavirus ) patřící do obří třídy virů (genom s více než 300 000 bp a velikostí větší než 0,2 μm ).
Také známé jako jiné virofágy CroV (in) spojené s viry ( obrovský virus infikující eukaryotického hostitele Cafeteria roenbergensis , jednobuněčné tělo ).